你知道世界上最小而又最好的发电站在哪里吗?它就在生物体内.虽然生物体内细胞的直径多为微米级,但每一个活细胞都可以成为一个小发电站.它不仅输出电压平稳,效率高,而且全部自动化,又不污染环境。
人和其他生物一样,体内也时时有着生物电活动.比如,在心脏跳动、脑细胞活动、痛感传导、组织生长等过程中,都可以侦察到电信号.生物电在医学上已经得到了广泛运用,如心电图,脑电图、细胞膜休止电位和动物电位等。
那么,生物电是怎么来的呢?对于这个有趣的问题,科学家们做了大量研究,并做出了各种各样的解释。
一般来说,细胞的发电部位主要在它的膜上.细胞膜中有一种叫Na—K—ATP 酶的物质,也叫"钠钾泵",它能将细胞内多余的钠离子排出细胞外,又将细胞外的钾离子抽到细胞内.在一般情况下,细胞内的钾离子浓度大于膜外,而细胞外的钠离子浓度大于膜内.细胞在安静状态下,细胞内高浓度的钾离子会沿着通畅的钾通道流出.因为钾离子带正电荷,所以在它外流时细胞内的负离子也会与之结伴同行,但到达钾离子通道口时,负离子就被阻隔在膜内.这样一来,膜内的负离子就增多了,负电位升高,而膜外由于钾离子增多,正电位升高.当膜内外电位差达到一定程度时,就会出现动态平衡状态,在细胞膜的两边形成了数值恒定的电位差,一般約为70 毫伏左右。
以上解释较好地阐述了生物电的产生原理,因而受到了很多科学家的赞同,然而也有一些人提出了不同意见.一种观点认为,细胞膜是有选择地吸附了某种离子,使细胞膜和细胞液之间产生双电层,这就像电极那样,产生了电位差,这就是产生膜电位的原因。
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